2級電気工事施工管理技士の過去問
令和元年度(2019年)後期
1 問3

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問題

2級 電気工事施工管理技術検定試験 令和元年度(2019年)後期 1 問3 (訂正依頼・報告はこちら)

図に示す直流回路網における起電力 E〔 V 〕の値として、正しいものはどれか。
問題文の画像
  • 4 V
  • 8 V
  • 12 V
  • 16 V

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この過去問の解説 (3件)

01

キルヒホッフの第2法則を使います。
この法則は「電気回路を一周する時、「電圧」の上がり・下がりを合計すると0になる」というものです。

回路図の左上を起点に時計回りで考えると、
-E (+から-へ下がるのでマイナス)
+2×2 (電流の向きで上流に登るのでプラス)
+3×2 (これも登るのでプラス)
+10 (電源のマイナスからプラスへ登るのでプラス)
-4×2 (電流の向きに沿って下るのでマイナス)
これらの合計が0となります。

-E+2×2+3×2+10-4×2 = 0 の式を解いて、Eを求めます。
計算すると E = 12 となり、正解が3だと分かります。

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02

正解は3番の12Vです。

キルヒホッフの法則を使用します。

今回、基点を図左下の黒丸にとり、時計回りにまわして考えると、
下記式となります。
+10V + (-4A x 2Ω) -E + (2A x 2Ω) + (3A x 2Ω) = 0

展開すると、 10V -8V -E + 4V + 6V = 0 となります。
よって、 E = 12V となります。

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03

キルヒホッフの第2の法則によって、 E の電圧を求めます。

この法則は、任意の閉回路では、起電力の和と電圧降下の和が等しいという法則です。

閉回路の起電力は、同方向であれば + とし、逆方向であれば - とします。

電圧降下も、電流の方向が同じであれば + とし、逆方向であれば - とします。

回路上の10 Vの電流の流れは、 + 側から - 方向に流れ、この方向を + とします。抵抗を流れる電流の方向も、10 Vの電源の上にある 2 Ω の抵抗を流れる電流の方向を + とします。

ここで、起電力の和と、抵抗での電圧降下の和は 等しくなります。

キルヒホッフの第2法則を当てはめます。

10 [V] - E [V] = 2 [Ω] × 4 [A] - 2 [Ω] × 2 [A] - 2 [Ω] × 3 [A]

E [V] = 10 [V] + 2 [V] = 12 [V]

選択肢1. 4 V

× 誤りです。

選択肢2. 8 V

× 誤りです。

選択肢3. 12 V

〇 正解です。

選択肢4. 16 V

× 誤りです。

まとめ

<参考>

キルヒホッフの第2法則は、閉回路の電圧の総和がゼロになるという方法が簡単です。

起電力および電圧降下を1つづつ足していき、総和をゼロとします。回路の向きは、どちらかの方向を + とし、それと逆方向を - として計算すれば、良いわけです。

解説では、起電力と電圧降下を = で結びましたが、等式の右辺を、左辺に持ってくれば、ここで、解説したことと同じになります。

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